Aminoglikozidni antibiotici od iznimne su važnosti u liječenju bakterijskih infekcija, stoga brza pojava rezistencije u kliničkim sojevima predstavlja opasnu prijetnju kod njihove sigurne i uspješne uporabe. Bakterije koje proizvode aminoglikozide kao i sve veći broj kliničkih patogena posjeduju različite rRNA metil-transferaze iz porodica Arm i Kam koje metilacijom specifičnog nukleotida u rRNA onemogućuju vezanje aminoglikozida na ribosom i tako uzrokuju rezistenciju koja se brzo širi horizontalnim prijenosom. Predmet ovog istraživanja je nedavno otkrivena metil-transferaza NpmA iz porodice Kam, izolirana iz kliničkog soja E. coli, koja metilira adenin na položaju 1408 unutar A-mjesta u 16S rRNA male ribosomske podjedinice 30S te tako uzrokuje rezistenciju na široki spektar aminoglikozida. Ciljanom mutagenezom promijenjene su neke visoko očuvane aminokiseline enzima NpmA s ciljem ispitivanja njihove funkcije u prepoznavanju supstrata, kofaktora i samoj katalizi. Pokusima in vivo ispitana je sposobnost ostvarivanja rezistencije na kanamicin u prirodno osjetljivim stanicama E. coli te je pokusima in vitro ispitana sposobnost metilacije mutiranih varijanti enzima. Dobiveni rezultati pokazuju da evolucijski očuvane aminokiseline D30, W107 i W197 su ključne za aktivnost enzima i sudjeluju u vezanju kofaktora AdoMet. Ispitan je i biološki učinak enzima NpmA na bakterijske stanice E.coli i P. aeruginosa te je ustanovljeno da prisutnost enzima ne utječe na bakterijski rast ali da negativno utječe na brzinu rasta stanica E. coli samo u konkurentnim uvjetima rasta. Fenotipskim testovima ispitan je utjecaj enzima NpmA na bakterijsku staničnu komunikaciju u prisutnosti sub-inhibitornih koncentracija tobramicina u stanicama soja P. aeruginosa PUPa3. Pokazano je da prisutnost metil-transferaze NpmA pogoduje stanicama za nesmetani rast pri sub-inhibitornim koncentracijama tobramicina te da signalna aktivnost antibiotika zahtjeva interakciju sa ribosomom. Rad predstavlja temelje za istraživanje inhibitora enzima iz porodica Kam koji bi onemogućili ovaj iznimno učinkovit vid bakterijske otpornosti prema aminoglikozidnim antibioticima te pridonosi razumijevanju uloge gena za rezistenciju na antibiotike u bakterijskoj međustaničnoj komunikaciji.

Biology